JPH0352743A - 鋳型用組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、加熱硬化製造法において鋳型を製造する際に
用いられる組威物に関するものである。

更に詳しくは、耐火性粒状骨材、酸硬化性樹脂、有機ス
ルホン酸と弱塩基の塩を主威分とする硬化剤、珪酸系無
機バインダー及びシランカップリング剤よりなる加熱硬
化型鋳型用組或物に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来、
加熱硬化鋳型の製造法としては、耐火性粒状骨材にフェ
ノールノボラック樹脂を被覆し、ヘキサメチレンテトラ
ミンを触媒として約３００　’Ｃ近辺で加熱硬化せしめ
る、所謂シエルモールド法がある。この加熱硬化法は設
備的に簡便であり、作業的に使用しやすい等の利点によ
り現在加熱硬化鋳型製造法としては、最も多く使用され
ている。然し乍ら、硬化時間が長く、硬化温度が高いた
め、金型の歪、鋳型の歪が多く、鋳型のパリ取り作業が
欠かせず、又、寸法精度も不充分であっ−た。更に硬化
温度が高い事による作業環境の劣悪さ及びフェノール樹
脂、ヘキサメチレンテトラ逅ンの熱分解臭気による作業
環境の汚染も著しく、これらの大幅な改善が望まれてい
た。

そこで、これらの問題に対処するため、過去数多くの研
究が為された。それらの中の１つとして、特公昭６１−
　２９８１６号公報が提供されたが、これは、耐火性粒
状骨材、酸硬化性樹脂、及び低級脂肪族スルホン酸また
は芳香族スルホン酸と弱塩基との塩からなる触媒の混合
物を用いることにより、１５０〜２００゜Ｃの低温で加
熱硬化する所謂ウォームボックス法である。これにより
、硬化時間がシエルモールド法より約Ａに短縮され、温
度による歪、寸法精度や熱的作業面等の鋳型生産性が大
幅に改善された。しかしながら更に改良された造型シス
テム，として、硬化時間短縮、鋳型の物性向上、作業環
境の改善が望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、
耐火性粒状骨材、酸硬化性樹脂、有機スルホン酸と弱塩
基の塩を主成分とする硬化剤、珪酸系無機バインダー、
及び分子中にアミノ基またはウレイド基をもつシランカ
ップリング剤を特定の割合で配合した鋳型用組戒物が、
鋳型の初期強度を大幅に向上せしめることを見い出し、
本発明を完威するに到った。

即ち、本発明は、耐火性粒状骨材１００重量部に対し、
鋳型用粘結剤として、フラン樹脂、フェノール樹脂ある
いはこれらを変性または反応させた樹脂のうち少なくと
も１種以上からなる酸硬化性樹脂を０．５〜５重量部、
有機スルホン酸と弱塩基の塩を主成分とする硬化剤を０
．０５〜１重量部、珪酸系無機バインダーをシリカ分と
して０．０２〜２重量部、及び分子中にアミノ基または
ウレイド基をもつシランカップリング剤を０．０００１
〜０．５重量部配合してなることを特徴とする加熱硬化
型鋳型用組戒物を提供するものである。

本発明に用いられる酸硬化性樹脂は、フルフリルアルコ
ール、フルフリルアルコールとアルデヒドの縮合物、フ
ェノール化合物とアルデヒドの縮金物の単独もしくは少
なくとも１種以上の混合物或いは共縮合せしめた縮合物
を主体とする樹脂であり、用いられるフェノール化合物
としては、例えばフェノール、クレゾール、キシレノー
ル、レゾルシン、メチレンビスフェノール、カテコール
等が挙げられ、好ましくはフェノール、クレゾール、キ
シレノールである。

また、本発明に用いられる酸硬化性樹脂には変性剤とし
て例えば、尿素や尿素／アルデヒド縮金物を混合もしく
は共縮合させることもできるし、また従来公知の変性剤
の少なくとも一種を混合もしくは共縮合させることもで
きる。

従来公知の変性剤を具体的に例示すれば、クマロン・イ
ンデン樹脂、石油樹脂、ポリエステル、アルキッド樹脂
、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、エチレン・ビ
ニルアセテート、ポリビニルアセテート、ポリブタジエ
ン、ポリエーテル、ボリエチレンイミン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルブチラール、
フェノキシ樹脂、酢酸セルロース、キシレン樹脂、トル
エン樹脂、ポリアミド、スチレン樹脂、ポリビニルホル
マール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン等のポ
リマー及びオリゴマーや、リグニン、リグニンスルホン
酸、ロジン、エステルガム、植物油、ビチューメン、重
油、カシューナット殻液、バニリン、タンニン類等の天
然物や、澱粉、コーンスターチ、グルコース、デキスト
リン等の糖類及びその誘導体や、レゾルシン残渣、クレ
ゾール残渣、２．２．４ートリメチル−４−（ヒドロキ
シフェニル）クマロンとイソプロベニルフェノールの反
応副生物、テレフタル酸とエチレングリコールの反応副
生物等の反応残渣及び副生物や、ポリエチレングリコー
ル等の多価アルコールや、アセトン、シクロヘキサノン
、アセトフェノン等のケトン類及びアルデヒドとの縮合
物や、ジシアンジアミド、アクリルア果ド、チオ尿素等
のアミノもしくはイξノ化合物及びそれらのアルデヒド
縮金物や、フルフラール、グリオキザール等のアルデヒ
ド化合物や、イソシアヌル酸エステル、不飽和脂肪酸エ
ステル等のエステル化合物などである。これら変性剤の
変性率は２０％以下であることが好ましい。

更に、酸硬化性樹脂に、鋳型強度や取り扱い易さを向上
させるために、他の性能に悪影響を与えない範囲内で１
種または２種以上の希釈剤を混合しても差し支えない。

使用できる希釈剤を具体的に例示すれば、ベンゼン、キ
シレン等の芳香族炭化水素や、メタノール、エタノール
、フルフリルアルコール等のアルコール類や、ジエチル
エーテル、アニソール、アセタール等のエーテル類や、
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類や、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン等の複素環炭化水素や、酢酸
メチル、酢酸エチル等のエステル類や、エチレングリコ
ール、グリセリン等の多価アルコール類や、２−メトキ
シエタノール、２−エトキシエタノール等のセロソルブ
類や、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエ
チルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−
フェノキシエチルアセテート等のセロソルブアセテート
類や、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテ
ート等のカルビトールアセテート類等が挙げられるが、
鋳型強度や他の性能への影響から好ましくはメタノール
、エタノール、フルフリルアルコール等のアルコール類
や、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素や、２−エ
トキシエタノール等のセロソルブ類や、２−メトキシエ
チルアセテート、２−エトキシエチルアセテート、２−
ブトキシエチルアセテート、２−フェノキシエチルアセ
テート等のセロソルブアセテート類等が挙げられる。

本発明における酸硬化性樹脂は、耐火性粒状骨材１００
重量部に対して、０．５重量部未満では充分な強度が得
られず、５重量部より多く添加すると、砂の充填性に悪
影響を及ぼす。即ち、添加量としては０．５〜５重量部
が好ましく、更に好ましくは０．５〜３重量部である。

本発明において硬化剤として用いられる有機スルホン酸
と弱塩基の塩としては、メタンスルホン酸等の低級アル
キルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、フェノールスル
ホン酸、トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の
芳香族スルホン酸等の有機スルホン酸と、銅、鉄、アル
藁ニウム又は亜鉛などの少なくとも１種との塩が主威分
であるものが使用される。

本発明における硬化剤の配合量は、耐火性粒状骨材１０
０重量部に対して、０．０５〜１重量部である。また酸
硬化性樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部が好ま
しく、更に好ましくは４〜１６重量部である。

尚、本発明における硬化剤は通常、水や溶剤の溶液とし
て使用される。この硬化剤溶液中に澱粉、コーンスター
チ、グルコース、デキストリン等の糖類及びその誘導体
等を含有してもよく、特に制限するものではない。

本発明に用いられる珪酸系無機バインダーとしては、珪
酸エステル、その加水分解生戒物、アルコール分散型シ
リカゾル等が挙げられる。

珪酸エステルとしては、珪酸メチルエステル、珪酸エチ
ルエステル、珪酸プロビルエステル、珪酸ブチルエステ
ル、珪酸ペンチルエステル等が挙げられるが、好ましく
は珪酸エチルエステルの加水分解物が良い。アルコール
分散型シリカゾルとしては、微粉状シリカをアルコール
溶液に分散させたものである。

本発明における珪酸系無機バインダーの配合量は、耐火
性粒状骨材１００重量部に対して、シリカ分として０．
０２〜２重量部である。また本発明における酸硬化性樹
脂と珪酸系無機バインダーの配合割合は、シリカ分とし
て重量比で１００＝１〜１００　：　２５が好ましく、
更に好ましくは１００：２〜１００　ｊ　１５が好まし
い。無機バインダー中のシリカ分の比率が酸硬化性樹脂
１００重量部に対して、１重量部未満では、硬化特性を
改善するには不充分であり、また砂への混練性も悪化す
る。一方、無機バインダーのシリカ分の比率が２５重量
部より多くなる量添加すると、それ以上硬化特性は改善
されず、また鋳型の崩壊性に悪影響を及ぼす。

本発明において用いられるシランカップリング剤は、分
子中にアξノ基またはウレイド基をもつものであり、例
えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−
β一（アくノエチル）一Ｔ−７５ノプロピルトリメ１−
キシシラン、Ｎ−フェニルーγ−ア果ノプロビルトリメ
トキシシラン、Ｎ一β一（アミノエチル）一γ−アξノ
プロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロビル
トリエトキシシラン等が挙げられる。

又、シランカップリング剤はそのま覧使用してもよいが
、砂への混練性を高める為に、鋳型の硬化を阻害せずシ
ランカップリング剤を溶解する溶剤に熔解した形で使用
するのが好ましい。

か＼る溶剤としては鋳型強度や他の性能への影響から好
ましくは１価あるいは２価の脂肪族アルコールで炭素数
が１〜３のもの、フルフリルアルコール、フルフラール
、ＣＨｉＣＯＯＣＨｚＣＨｚＯＲの分子式で示されＲが
炭素数ｌ〜４の炭化水素基であるもの、沸点が９０゜Ｃ
〜２２０℃の芳香族炭化水素混合物等が挙げられ、更に
好ましくは、炭素数１〜３の脂肪族アルコール、フルフ
リルアルコール等が挙げられる。このシランカップリン
グ剤溶液の濃度は通常３〜５０重量％で使用される。

本発明におけるシランカップリング剤の配合量は、耐火
性粒状骨材ｌ００重量部に対して、０．０００１〜０．
５重量部である。

尚、耐火性粒状骨材に対する酸硬化性樹脂、硬化剤、珪
酸系無機バインダー及びシランカップリング剤の混線順
序はどのような順序でも差し支えないが好ましくは、硬
化剤、無機バインダー、シランカップリング剤、酸硬化
性樹脂の順である。また予めシランカップリング剤を酸
硬化性樹脂あるいは無機バインダーへ混合添加しても良
い。

本発明において用いられる耐火性粒状骨材としては、石
英質を主戒分とする硅砂の他、ジルコン砂、クロマイト
砂、オリビン砂等が使用されるが、特にこれらに限定さ
れるものではない。

〔実施例〕

１１ 以下、実施例をもって本発明の詳細を説明するが、本発
明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜３、比較例１〜７ オーストラリア産フラタリー硅砂１００重量部に、表−
１に示す如き重量部の酸硬化性樹脂、硬化剤、無機バイ
ンダー及びシランカップリング剤を添加混合した混合物
を予め２００℃に加熱した２５　Ｘ　２５　Ｘ　２５０
ｍ／ｍの金型に加圧空気と共に吹き込んで充填し、２０
秒間焼威して鋳型を或型し、焼或６０分後の鋳型の曲げ
強度を測定した。

結果を表−１に示す。

尚、硬化剤はメチルアルコールにて希釈して用い、硬化
剤とメチルアルコールの重量比率は４：６とした。また
、シランカップリング剤は予め、無機バインダーに添加
して用いた。

ｌ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 耐火性粒状骨材１００重量部に対し、鋳型用粘結剤とし
   て、フラン樹脂、フェノール樹脂あるいはこれらを変性
   または反応させた樹脂のうち少なくとも１種以上からな
   る酸硬化性樹脂を０．５〜５重量部、有機スルホン酸と
   弱塩基の塩を主成分とする硬化剤を０．０５〜１重量部
   、珪酸系無機バインダーをシリカ分として０．０２〜２
   重量部、及び分子中にアミノ基またはウレイド基をもつ
   シランカップリング剤を０．０００１〜０．５重量部配
   合してなることを特徴とする加熱硬化型鋳型用組成物。